第05课：理解线程实现，达成高效率与低复杂度

目前，多线程模型非常常见，从终端应用到大型服务器程序都会大量使用。在本文中，我们就来深入探究下 Linux 线程的内部细节，让读者对线程的把控更加胸有成竹，得心应手，主要包括以下几方面内容：

• 线程的内存布局
• 线程的实现方案
• 内核中的用户线程与进程
• 线程的同步
• 线程的连接和分离
• 线程的取消
• 线程特有数据

5.1 线程的内存布局

一个进程可以包含多个线程。多个线程可以并发执行，从而提高系统整体吞吐量，提供更好用户体验。一个进程中的多个线程共享大多数的进程数据，包括代码段、初始化数据段、未初始化数据段、堆内存段及动态链接内存段等。比较规整的多线程程序的内存布局如下图所示（实际上，线程栈的位置遵循共享库加载、映射共享内存和线程创建的排列顺序，有时可能会有所变化）：

每个线程的代码均放置在 ELF 文件的 .text 段中，会在进程启动时加载到可执行内存段内。当进程在运行中动态创建线程时，每个线程特有的数据只是自己的栈，其他数据与所在进程的其他线程共享。因此，相对进程，线程有以下几点优势。

• 线程的创建更加快速。相比 fork() 一个子进程，线程创建不需要复制内存页表和文件描述符表等多种进程属性。有数据显示，创建线程比进程要快至少 10